Исследование функциональных характеристик и разработка основ проектирования наркозно-дыхательной аппаратуры

• Автор: Бурлаков, Роберт Иванович
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 48 с. : ил.; 20х14 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. В настоящее время ингаляционный наркоз (ИН) и искусственная вентиляция легких (ИВЛ) находят все более широкое применение в медицинской практике Наркозно-дыхательная аппаратура (НДА) входит в оборудование практически любой городской или областной больницы. Она также широко используется в родильных домах и зубоврачебных кабинетах, в поликлиниках и здравпунктах, в машинах скорой помощи и самолетах санитарной авиации.
Аппараты. ИВЛ применяются в тех многочисленных случаях, когда требуется на

более или менее длительный срок заменить или поддержать самостоятельное дыхание пациента в случаях нарушения герметичности грудной клетки, прекращения нормальной деятельности дыхательной мускулатуры или нарушения в управлении последней со стороны центральной нервной системы. Высокая эффективность сделали ИВЛ решающим методом лечения в вышеперечисленных и в ряде других патологических ситуаций и травм.
Аппараты ИН применяются в тех случаях, когда во время хирургических вмешательств или терапевтических процедур требуется обезболивание с сохранением или управляемым отключением сознания пациента.
НДА используется у взрослых пациентов, детей и новорожденных, При этом набор функциональных параметров и их количественные значения могут существенно различаться как для различных лечебных задач, так и для применения у пациентов определенного возрастного диапазона.
Таким образом, круг пациентов, подвергающихся воздействию НДА, достаточно широк, а условия, в которых она применяется, очень разнообразны.
Проведенные специалистами-медиками (В.М. Балаган, A.A. Бунягян, Т.М. Дарби-нян, А П. Зильбер, В.Л. Кассиль, В.А. Михельсон, Л.М. Попова, В.М. Юревич и др.) исследования сыграли значительную роль в определении показаний к применению НДА, методов ее использования в огромном разнообразии практических ситуаций Однако сама аппаратура рассмотрена ими только описательно.
Технические аспекты создания НДА исследованы в многочисленных трудах шкоты ВНИИ медицинского приборостроения (A.C. Перельмутр, М.К. Соме, Ю.С, Гальперин, Р.И. Бурлаков, А И. Трушин, В.М. Юревич и др.). Однако эти труды не рассматривали НДА как класс медицинской техники, каковым она, по сути, является.
Классические зарубежные работы в области аппаратов ИВЛ и ИН (W. Mushin. L. Rendell-Backer) детально анализируют отдельные виды НДА в аспекте описания функциональных и технических характеристик многочисленных моделей аппа-
ратов ИВЛ и ИН В работах .ГА и б.Е. ОигвЬ и ОААегвоп рассмотрены принципы построения отдельных видов аппаратов ИН и ИВЛ.
Между тем, устройство НДА достаточно сложно. В ней используются для привода и управления электроэнергия и (или) сжатые газы, в том числе кислород, силовые движущиеся части, прецизионные массо- и теплообменные устройства, многообразные измерительные устройства, а также сложные алгоритмы управления. От НДА требуется высокая надежность и большой ресурс работы. Применение НДА в острых условиях хирургии, анестезии, реанимации и интенсивной терапии предъявляет к аппаратам специфические требования по организации управления их работой, наличию необходимого минимума средств измерений и аварийной сигнализации, исключению перекрестного инфицирования пациентов через аппаратуру, наличию специальных средств обеспечения безопасности пациента и медицинского персонала. Эти проблемы вызывают необходимость системного анализа и комплексного подхода к созданию и организации производства
НДА.
В отечественной практике развитие НДА началось во ВНИИ медицинского приборостроения в 50-х годах. Оно сразу же пошло по пути создания оригинальных решений, что диктовалось необходимостью учета отечественных методов лечения, условий эксплуатации и обслуживания НДА.
Происходили взаимодополняющие процессы. С одной стороны, появление отечественной НДА позволило оснастить техническими средствами переживающие период становления службы анестезиологии и реаниматологии. С другой стороны, развитие новых медицинских направлений выдвигало соответствующие требования к НДА и этим стимулировало ее постоянное развитие. Расширялись и углублялись требования к НДА, увеличивалось число моделей и их серийность, росло число предприятий и организаций, работающих в данной области. С течением времени это направление выросло в важную отрасль медицинской техники. Совершенствование НДА, обеспечение всего разнообразия областей ее использования в медицине моделями с соответствующими характеристиками потребовало проведения анализа медицинских и технических требований, отыскания общих закономерностей построения аппаратуры, объективизации методов выбора технических решений, обеспечения единого подхода к испытаниям и сравнению аппаратов, а также решения задачи целесообразного распределения функциональных возможностей аппаратуры в моделях различного назначения.
Цель диссертационной работы состоит:
- в научном обосновании выбора основных схемных и конструктивных решений НДА и разработке методов выбора и расчета ее функциональных и технических характе-

В нормальном режиме ИВЛ параметры вентиляции и динамические характеристики расходомера соотносятся так, что при различных сопротивлении дыхательных путей и растяжимости легких пациента не удается получить линейное соответствие между потоком дыхательного газа и выходным сигналом турбинного расходомера (рис. 20).
Газовый пою*
Выдох
Снгаа» раштоисра
Рис.21. Турбина не успевает остановиться к началу следующего выдоха При высокой частоте дыхания параметры вентиляции и динамические характеристики расходомера соотносятся так, что турбина не успевает остановиться к началу следующего выдоха (рис. 21).
Точка прерывания потока
Рис 22. Прерывание потока выдоха в начале вдоха
При некоторых соотношениях режима ИВЛ и параметров легких, например, при повышенном сопротивлении дыхательных путей и относительно высокой частоте дыхания вдох начинается в момент, когда скорость выдоха еще достаточно высока (рис. 22).
Иногда на плохо отрегулированных аппаратах или при недостаточно герметичном соединении аппарата с пациентом, сохраняющим самостоятельное дыхание, возможны задержки перекрытия линии выдоха в начале фазы вдоха или “ложный выдох” (рис. 23).